Tendințe: schimbări majore în industria energiei solare

Creșterea exponențială a energiei solare stimulează schimbările tehnologice

În ultimul deceniu, energia solară a cunoscut o creștere spectaculoasă, atât ca industrie, cât și ca categorie tehnologică. La sfârșitul anului 2024, instalațiile solare globale „au atins o capacitate record de 2 terawați (TW), cu o creștere mai mare în ultimii 2 ani decât în cei 68 de ani anteriori la un loc” (Reuters).

Ritmul și amploarea acestei creșteri exponențiale sunt ilustrate în figura 1, care arată o creștere de peste 10 ori a capacității instalate de energie solară în ultimii 10 ani. (Nat Bullard 2024)

‍

Odată cu creșterea rapidă și nivelurile mai ridicate de penetrare a energiei solare în rețelele electrice, au apărut noi tehnologii și noi nevoi.

Dintre numeroasele schimbări din industrie, trei tendințe majore afectează în prezent tehnologia preferată pentru energia solară rezidențială. Acestea sunt:

• Creșterea puterii modulului
• Adoptarea tot mai largă a bateriilor
• Creșterea tarifelor la utilități

Aceste tendințe schimbă peisajul energiei solare, expunând ineficiențele sistemelor bazate pe microinvertoare, care devin din ce în ce mai costisitoare în comparație cu sistemele construite în jurul arhitecturii DC.

Fiecare tendință agravează ineficiențele sistemelor bazate pe microinvertoare.

‍

Tendința 1: Creșterea puterii modulului

Modulele solare devin din ce în ce mai puternice. Figura 2 arată puterea medie a unui modul rezidențial instalat în Statele Unite. În 2015, puterea medie a unui modul era de 267 W. În 2024, puterea medie a ajuns la 400 W, o creștere de aproape 50 % (Lawrence Berkeley Lab, 2024).

Tendința către module cu putere mai mare nu dă semne de încetinire. În raportul său din octombrie 2024 privind piața, EnergySage, cea mai importantă platformă de cotații pentru sisteme solare rezidențiale din Statele Unite, a remarcat că „... modulele solare cu putere mai mare continuă să câștige rapid popularitate”. În prima jumătate a anului 2024, „97% din toate cotațiile includeau module solare cu o putere nominală de 400 de wați sau mai mult”.  

Ca informație suplimentară, modulele solare listate în noile sisteme rezidențiale pe platforma de monitorizare Tigo depășesc acum în mod regulat 450 W.

Provocarea? Majoritatea microinvertoarelor disponibile pentru sistemele rezidențiale au o putere nominală de 300-350 W, iar cele cu capacități mai mari au un preț semnificativ mai ridicat. Orice energie pe care modulul ar putea-o genera peste capacitatea microinvertorului este irosită prin „clipping”. În timp, aceste pierderi se acumulează, mai ales că puterea modulelor continuă să crească.

Impactul reducerii este detaliat în capitolul 3 (Taxa de reducere: lăsarea energiei pe masă).

‍

Tendința 2: Adoptarea tot mai largă a bateriilor

Bateriile au devenit componente obișnuite pe piața energiei solare rezidențiale. Fie că sunt utilizate pentru alimentarea de rezervă sau pentru maximizarea economiilor în funcție de tarifele în funcție de perioada de utilizare, rata de conectare a bateriilor este în creștere.

Datele EnergySage din octombrie 2024 arată o rată de atașare a bateriilor de 40% pentru ofertele solare rezidențiale în prima jumătate a anului 2024, în creștere față de doar 10% cu un an înainte în Statele Unite – vezi Figura 3.

În cazul bateriilor cuplate la curent alternativ, necesare pentru microinvertoare, energia electrică suferă trei conversii: curent continuu → curent alternativ → curent continuu → curent alternativ.

În arhitectura DC, acesta suferă o singură conversie: DC → AC

În fiecare etapă de conversie, se pierde energie.

Concluzie: Arhitectura CA este mai puțin eficientă decât arhitectura CC pentru aplicațiile de stocare a energiei. Iar aceste pierderi incrementale de conversie au un impact financiar tangibil în timp. Impactul eficienței conversiei stocării energiei este detaliat în capitolul 4 (Taxa de conversie: costul ascuns al bateriilor cuplate în CA).

‍

Tendința 3: Creșterea tarifelor la utilități

Tarifele la utilități sunt în creștere, determinate de modernizarea rețelelor, măsurile de reziliență și creșterea cererii. În Statele Unite, tarifele la energie electrică au crescut cu 5% pe an în ultimii 4 ani – acest lucru poate fi observat în Figura 4, care arată accelerarea creșterii tarifelor medii la energie electrică pentru consumul casnic în 2021 (Administrația pentru Informații Energetice din SUA).

În prezent, această tendință nu dă semne de încetinire. „În 2023, autoritățile de reglementare ale serviciilor publice au aprobat creșteri ale tarifelor de aproape 10 miliarde de dolari, mai mult decât dublul sumei de 4,4 miliarde de dolari aprobate în 2022”, potrivit EIA (Reuters). Aceste costuri suplimentare vor continua să fie transferate consumatorilor.

Ca urmare a creșterii tarifelor, proprietarii de case plătesc mai mult pentru fiecare kilowatt-oră (kWh) de energie consumată. Prin extensie, fiecare kWh pierdut, pierdut din cauza conversiilor inutile sau care nu este produs deloc, devine tot mai costisitor. Tarifele mai mari la utilități amplifică fiecare watt-oră de energie pierdută, făcând ca taxa pe microinvertor să devină din ce în ce mai severă în timp.

‍

Cum se acumulează aceste tendințe

Rezumatul tendințelor și impactul acestora asupra instalațiilor solare rezidențiale bazate pe microinvertoare

• Creșterea puterii modulului:Creșterea pierderilor de tăiere din cauza limitelor de capacitate ale invertorului.
• Adoptarea tot mai largă a bateriilor:pierderi mai mari de conversie cu bateriile cuplate la curent alternativ.
• Creșterea tarifelor la utilități:amplifică costul fiecărui watt-oră de energie pierdut.

Împreună, acești factori transformă ceea ce înainte erau ineficiențe minore și individuale în pierderi semnificative și cumulative, cu impact financiar real. Drept urmare, instalatorii trec de la platforme bazate pe microinvertoare la platforme bazate pe invertoare de șir. După cum se identifică în continuare într-un raport recent de cercetare Roth:

„Un distribuitor a afirmat că există două tipuri de instalatori care se îndepărtează de ENPH. Primul tip este cel care se concentrează pe vânzarea pe baza prețului și trece la invertoare string. Al doilea tip vinde mai multe baterii, dar care sunt asociate cu invertoare string.” – Phil Shen (Roth Industry Note | 26 octombrie 2024). Notă: ENPH = Enphase, furnizorul lider mondial de microinvertoare.

‍

Următoarele trei secțiuni oferă analize detaliate ale impactului financiar al tendințelor și al modului în care acestea se raportează la formele de taxe pe microinvertoare prezentate la început, începând cu taxa de limitare: Lăsarea energiei pe masă (va fi publicată pe 25 martie)

‍

--

Vrei mai mult?

Webinar: Pe15 aprilie (ziua impozitelor în SUA), organizăm un webinar care va aprofunda detaliile seriei Microinverter Tax. Înscrieți-vă la webinar aici.

Mai jos găsiți lista completă a capitolelor incluse în această serie (linkurile vor fi adăugate pe măsură ce capitolele vor fi publicate):

Mai jos găsiți lista completă a capitolelor incluse în această serie (linkurile vor fi adăugate pe măsură ce capitolele vor fi publicate):

1. Rezumat: Creșterea taxei pe microinvertoare
2. Tendințe: schimbări majore în industria energiei solare
3. Taxa de tăiere: Lăsarea energiei pe masă
4. Taxa de conversie: costul ascuns al bateriilor cuplate în curent alternativ
5. Taxa pe echipamente: mai multe echipamente, mai multe probleme
6. Soluția este DC: optimizatori DC, baterii cuplate DC
7. Bonus: Confruntarea clipurilor: Nu toate raporturile DC:AC sunt egale
8. Glosar de termeni

‍